DE4442637C2

DE4442637C2 - Improved retention time stability in a gas chromatography device

Info

Publication number: DE4442637C2
Application number: DE4442637A
Authority: DE
Inventors: Robert Henderson; Edwin Wikfors
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2014-12-01
Also published as: US5476000A; GB2289426B; JP3526102B2; JPH07280786A; GB9505844D0; GB2289426A; DE4442637A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Chromatographie- Analysesysteme und insbesondere auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten Steuerung des Fluidflusses durch eine chromatographische Säule.The present invention relates to chromatography Analysis systems and in particular on a device and a Process for improved control of fluid flow a chromatographic column.

Neuzeitliche analytische Gas-Chromatographie-Systeme sind besonders anfällig für Verhaltensschwankungen aufgrund von Schwankungen der Umgebungsbedingungen, unter denen das analytische System betrieben wird. Z. B. ist der Auslaßdruck der chromatographischen Säule im wesentlichen gleich dem atmosphärischen Umgebungsdruck, der eine nicht steuerbare Variable ist. Fig. 1 zeigt eine typische Schwankung des at mosphärischen Umgebungsdrucks (nachfolgend als barometri scher Druck bezeichnet), der über einen Zeitraum von 17 Ta gen aufgezeichnet wurde. Es wurde herausgefunden, daß die Druckschwankungen über einen Bereich von näherungsweise 4% variieren. Außerdem werden analytische Verfahren und Prozes se gelegentlich auf chromatographischen Systemen in zentral gelegenen analytischen Laboren entwickelt oder durchgeführt und danach zur fortdauernden Entwicklung, Forschung, Anwen dung auf Fertigungsstraßenverarbeitung oder Gebietsüberwa chung zu anderen Standorten transportiert. Sämtliche baro metrischen Druckunterschiede zwischen solchen Standorten haben eine bestimmte Schwankung des Verhaltens der chroma tographischen Systeme an den jeweiligen Standorten zur Fol ge.Modern analytical gas chromatography systems are particularly susceptible to fluctuations in behavior due to fluctuations in the environmental conditions in which the analytical system is operated. For example, the outlet pressure of the chromatographic column is substantially equal to the ambient atmospheric pressure, which is a non-controllable variable. Fig. 1 shows a typical fluctuation in atmospheric pressure (hereinafter referred to as barometric pressure), which was recorded over a period of 17 days. The pressure fluctuations were found to vary over a range of approximately 4%. In addition, analytical methods and processes are occasionally developed or carried out on chromatographic systems in centrally located analytical laboratories and then transported to other locations for continuous development, research, application to production line processing or area monitoring. All barometric pressure differences between such locations result in a certain fluctuation in the behavior of the chromatographic systems at the respective locations.

Zweckmäßige analytische Testverfahren umfassen daher eine häufige Neukalibrierung, um alle systematischen Fehler oder Verschiebungen aufgrund von barometrischen Druckänderungen zu korrigieren. Ferner beinhalten manche herkömmlichen chro matographischen Ausrüstungen eine Art von Drucksteuerung oder Massenfluß-Steuerung zum Korrigieren eines Fehlers auf grund der Umgebungsbedingungen.Appropriate analytical test procedures therefore include one frequent recalibration to any systematic errors or Shifts due to barometric pressure changes to correct. Furthermore, some conventional chro matographic equipments a kind of pressure control or mass flow control to correct an error due to the environmental conditions.

Im US-Patent 4,141,237 ist ein Verfahren und eine Vorrich tung offenbart, bei denen Fehler bei einer chromatographi schen Analyse, die durch Schwankungen des atmosphärischen Umgebungsdrucks verursacht werden, korrigiert werden. Bei einer derartigen Analyse wird das Ausgangssignal eines Chro matographen mit dem Ausgangssignal eines Druckwandlers sum miert. Das Ausgangssignal des Druckwandlers schwankt mit Abweichungen des atmosphärischen Drucks von einem Referenz druck und wird derart kalibriert, um ein korrigiertes chro matographisches Analysatorausgangssignal zu liefern, wenn es mit dem Ausgangssignal des Chromatographen summiert wird. Auf diese Art und Weise wird eine Druckkompensation geschaf fen, wenn eine Normierung des chromatographischen Analysa torausgangssignals nicht möglich oder unerwünscht ist.In U.S. Patent 4,141,237 is a method and apparatus device disclosed in which errors in a chromatographi analysis by fluctuations in atmospheric Ambient pressure are caused to be corrected. At Such an analysis will produce the output of a chro matographs with the output signal of a pressure transducer sum lubricated. The output signal of the pressure transducer also fluctuates Deviations in atmospheric pressure from a reference pressure and is calibrated to a corrected chro matographic analyzer output to deliver if there is is summed with the output signal of the chromatograph. Pressure compensation is created in this way if there is a standardization of the chromatographic analysis gate output signal is not possible or undesirable.

Im US-Patent 4,512,181 werden Fehler bei einer chromato graphischen Analyse, die durch barometrische Druckschwan kungen verursacht werden, korrigiert, indem ein tatsächlich gemessener Analysewert (Cm) durch einen Korrekturfaktor, der gemäß dem aktuellen atmosphärischen Druck, zu der Zeit, zu der die Messung durchgeführt wird (Pa), berechnet wird, den atmosphärischen Druck, bei dem das chromatographische Analy satorsystem kalibriert wurde (Pc), und die Steigung einer Aufzeichnung von Cm/Ca als eine Funktion von Pa/Pc, wobei Ca die Größe ist, die Cm haben würde, wenn durch Änderungen des barometrischen Drucks keine Fehler eingeführt würden, ge teilt wird.In US Patent 4,512,181 errors in a chromato graphic analysis by barometric pressure swan kung be corrected by one actually measured analysis value (Cm) by a correction factor, the according to the current atmospheric pressure at the time which the measurement is carried out (Pa) atmospheric pressure at which the chromatographic analy sator system was calibrated (Pc), and the slope of a Record Cm / Ca as a function of Pa / Pc, where Ca is the size that cm would have if changes were made to the barometric pressure no errors would be introduced, ge is shared.

Im US-Patent 4,196,612 liefert ein Regler des absoluten Gegendrucks einen konstanten Referenzdruck für ein chroma tographisches Analysatorsystem, indem alle gasförmigen Ströme des chromatographischen Analysatorsystems (die normalerweise in die Atmosphäre entgast werden) der Eingangs seite des Reglers des absoluten Gegendrucks zugeführt wer den. Diese gasförmigen Ströme umfassen die Probenentlüftung für das Probenventil des chromatographischen Analysators, die Probenentlüftung für den Probendetektor des chromato graphischen Analysators und die Trägerentlüftung für den Referenzdetektor des chromatographischen Analysators. Der Trägergasdruckregler bezieht sich ferner statt auf den atmosphärischen Druck auf den konstanten Druck, der durch den Regler des absoluten Gegendrucks geliefert wird. Jedoch sind der Säulenausfluß und die Lösungsmittelbelüftung of fensichtlich ausgebildet, um durch Fluidleitungen zu dem Regler des absoluten Gegendrucks geleitet zu werden. Ein derartiger Lösungsansatz erfordert einen weiteren Flußweg, der Drucklecken und anderen Problemen unterliegen kann, welche Fehler bei der Drucksteuerung verursachen können. Ferner kann ein weiteres Ventil und ein Drucksensor in der getrennten Leitung benötigt werden, wodurch eine unerwünsch te Komplexität hinzugefügt wird. Ferner können ein Gegen druckregler und die Fluidleitungen, die einen solchen Regler versorgen, einer Verstopfung durch Ablagerungen von Verbin dungen in dem Fluidstrom oder einer Korrosion vom Detektor ausfluß der den Probenstoff zerstörenden Detektoren (z. B. eines Flammenionisationsdetektors oder FIDs) unterliegen. Der offenbarte Lösungsansatz kann ferner einem stillen Fehler unterliegen, bei dem ein Ausfall in der Referenz druckpneumatik den Verlust des gewünschten Steuersignals zur Folge haben kann, falls z. B. der Regler des absoluten Drucks in einem geöffneten Zustand hängenbleiben würde. Ein schwer wiegender Ausfall der Referenzdruckpneumatik kann auftreten, falls der gleiche Regler geschlossen würde.In U.S. Patent 4,196,612, a controller provides the absolute Back pressure a constant reference pressure for a chroma graphical analyzer system by all gaseous Currents of the chromatographic analyzer system (which normally be degassed into the atmosphere) the entrance side of the regulator of the absolute back pressure the. These gaseous streams include sample venting for the sample valve of the chromatographic analyzer, the sample ventilation for the chromato sample detector graphic analyzer and carrier ventilation for the Reference detector of the chromatographic analyzer. The Carrier gas pressure regulator also refers to instead of atmospheric pressure to the constant pressure caused by the regulator of the absolute back pressure is supplied. However are the column outflow and the solvent ventilation of designed to flow through fluid lines to the Absolute back pressure regulator to be directed. A such a solution requires a further flow path, which can be subject to pressure leaks and other problems, which errors in pressure control can cause. Furthermore, another valve and a pressure sensor in the separate line are required, making an undesirable added complexity. Furthermore, a counter pressure regulator and the fluid lines, such a regulator provide constipation from deposits of Verbin in the fluid flow or corrosion from the detector outflow of the detectors destroying the sample (e.g. a flame ionization detector or FIDs). The disclosed approach can also be silent Errors subject to failure in the reference pressure pneumatics the loss of the desired control signal May have consequence if z. B. the regulator of absolute pressure would get stuck in an open state. A difficult one major failure of the reference pressure pneumatics can occur if the same controller was closed.

Die US 47 72 388 beschreibt eine Vorrichtung für die Flüs sigkeitschromatographie und insbesondere ein Pumpensystem für einen Flüssigkeitschromatographen. Durch das Pumpensy stem soll eine Flüssigkeit mit einer niedrigen Flußrate und relativ hohen Drücken einem Chromatographen zugeführt wer den. Aus dieser Schrift ist das prinzipielle Arbeitsverfahren eines Chromatographen bekannt, nämlich das Einstellen eines Fluidflusses in dem Chromatographiesystem sowie das Beibehalten dieses Fluidflusses durch Bearbeitung von er faßten Wandlersignalen, die beispielsweise auch den Druck in der Säule einschließen.The US 47 72 388 describes a device for the rivers liquid chromatography and in particular a pump system for a liquid chromatograph. With the pump system stem is said to be a liquid with a low flow rate and relatively high pressures supplied to a chromatograph the. The basic working procedure is from this document known a chromatograph, namely the adjustment a fluid flow in the chromatography system and that Maintaining this fluid flow by machining it summarized converter signals, which, for example, also the pressure in the column.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein System zu schaffen, bei denen die Wirkung des barometrischen Drucks auf den Durchgang des Trägerfluids durch die chromatographische Säule genau und zuverlässig ge steuert wird.The object of the present invention is a Procedures and a system to create the effect the barometric pressure on the passage of the carrier fluid through the chromatographic column accurate and reliable is controlled.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Durchführen einer chromatographischen Analyse eines Fluids in einer Trennsäule gemäß Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung zum Durchführen einer chromatographischen Analyse eines Fluids in einer Trennsäule gemäß Patentanspruch 16 gelöst.This task is accomplished through a method of performing a chromatographic analysis of a fluid in a separation column according to claim 1 and a device for performing a chromatographic analysis of a fluid in a Separating column according to claim 16 solved.

Die Retentionszeitstabilität in einem chromatographischen System ist eine gewünschte Charakteristik, die die Fähigkeit des Systems bestimmt, dicht eluierende Komponenten ordnungs gemäß zu identifizieren oder eine Komponente in einem ge wünschten "Identifikationszeitfenster" zu identifizieren. Die Retentionszeit wird hierin als eine Funktion der Durch schnittslineargeschwindigkeit des Fluids betrachtet, die wiederum eine Funktion der Betriebszustandsparameter, wie z. B. der Säulenabmessungen oder der -Temperatur, dem Einlaß- oder Auslaß-Druck und der Gasviskosität, ist. Eine Reten tionszeitstabilität wird dann erreicht, wenn die tatsäch liche Durchschnittslineargeschwindigkeit des Fluids auf einem ausgewählten Pegel gehalten wird. Wenn die Charakte ristika einer gegebenen Probenverbindung, einer Säule und eines Trägerfluids bekannt sind, kann die Retentionszeit primär durch eine verbesserte Steuerung der Durchschnittsli neargeschwindigkeit des Trägerfluids in der Säule stabili siert werden.The retention time stability in a chromatographic System is a desired characteristic, the ability of the system determines tightly eluting components according to identify or a component in a ge wanted to identify "identification time window". The retention time is used herein as a function of through cut linear velocity of the fluid considered that again a function of the operating state parameters, such as e.g. B. the column dimensions or the temperature, the inlet or outlet pressure and gas viscosity. A reten tion time stability is achieved when the actual average linear velocity of the fluid is held at a selected level. If the characters risks of a given sample compound, a column and of a carrier fluid are known, the retention time primarily through improved control of the average li near speed of the carrier fluid in the column stabili be settled.

Demgemäß liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer chromatographischen Analyse eines Fluids, bei denen der Fluidfluß des Fluids in einer Trennsäule mit einem Auslaß, der einem barometrischen Druck p_atm unterworfen ist, geliefert wird. Eine Mehrzahl von tatsächlichen Betriebszustandsparametern, die den baro metrischen Druck p_atm einschließen, werden erfaßt. Infor mationen, die einen gewünschten Betriebszustandsparameter darstellen, werden empfangen. Gemäß dem gewünschten Be triebszustandsparameter wird eine gewünschte Durchschnitts lineargeschwindigkeit des Fluidflusses bestimmt. Als Reak tion auf eine Änderung des erfaßten barometrischen Druckes wird eine Einstellung des Fluidflusses derart bestimmt, daß durch die Einstellung bewirkt wird, daß die tatsächliche Durchschnittslineargeschwindigkeit im wesentlichen gleich der gewünschten Durchschnittslineargeschwindigkeit ist.Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for performing a chromatographic analysis of a fluid in which the fluid flow of the fluid is provided in a separation column having an outlet subjected to a barometric pressure p _atm . A plurality of actual operating state parameters, which include the barometric pressure p _atm , are recorded. Information that represents a desired operating state parameter is received. A desired average linear velocity of the fluid flow is determined in accordance with the desired operating state parameter. In response to a change in the sensed barometric pressure, an adjustment of the fluid flow is determined such that the adjustment causes the actual average linear velocity to be substantially equal to the desired average linear velocity.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Steuersignal verwendet, das die Fluidflußeinstellung darstellt, um den Fluidfluß am Säuleneinlaß einzustellen, um die gewünschte Durchschnittslineargeschwindigkeit des Fluid flusses in der Säule zu bewirken.In a preferred embodiment of the invention uses a control signal indicating fluid flow adjustment to adjust the fluid flow at the column inlet to the desired average linear velocity of the fluid flow in the column.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel und gemäß einem speziellen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der Unterschied des tatsächlichen barometrischen Drucks gegen über Standardbedingungen gemessen. Dann wird der Säulenein laßdruck eingestellt, um die Wirkung der barometrischen Schwankungen zu kompensieren.In a further preferred embodiment and according to A special feature of the present invention is the Difference in actual barometric pressure against measured over standard conditions. Then the pillar is on let pressure set to the effect of barometric To compensate for fluctuations.

Das hierin gelehrte Verfahren und die Vorrichtung bieten eine verbesserte Stabilität der Retentionszeit eines chro matographischen analytischen Systems, selbst während das System durch Schwankungen des barometrischen Druckes p_atm beeinflußt ist. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung erfordern weder ein vollständiges Wirken einer Absolutdrucksteuerung für einen Normalbetrieb, noch das zusätzliche pneumatische Verplomben, das im Stand der Tech nik aufzufinden ist. Ein Ausfall der Sensoren bei dem bevor zugten Ausführungsbeispiel ist ein erfaßbarer Zustand. Der Ausfall eines barometrischen Drucksensors hat z. B. nur den Verlust der barometrischen Druckkompensation zur Folge, und nicht einen stillen Ausfall des Drucksteuersystems.The method and apparatus taught herein provide improved retention time stability for a chromatographic analytical system, even while the system is affected by variations in barometric pressure p _atm . The preferred embodiments of the invention require neither a complete operation of an absolute pressure control for normal operation, nor the additional pneumatic sealing, which can be found in the prior art. A failure of the sensors in the preferred embodiment is a detectable state. The failure of a barometric pressure sensor has, for. B. only the loss of barometric pressure compensation and not a silent failure of the pressure control system.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Schwankungsbereichs des barometrischen Drucks gemäß einer Messung des National Weather Service am Wilmington Delaware Airport im März 1991 über einen Zeitraum von siebzehn Tagen; FIG. 1 is a graphical representation of the fluctuation range of barometric pressure according to a measurement of the National Weather Service in Wilmington Delaware Airport in March 1991 for a period of seventeen days;

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines be vorzugten Ausführungsbeispiels eines Gas-Chromatogra phie-Analysesystems, das gemäß den Lehren der vorlie genden Erfindung aufgebaut ist. Fig. 2 is a simplified schematic representation of a preferred embodiment of a gas chromatographic analysis system, which is constructed according to the teachings of the vorlie invention.

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines wei teren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Gas- Chromatographie-Analysesystems, das gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; Fig. 3 is a simplified schematic representation of another preferred embodiment of a gas chromatography analysis system constructed in accordance with the teachings of the present invention;

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer elektronischen Drucksteuerung, die für das System, das in den Fig. 2 oder 3 dargestellt ist, kennzeich nend ist; Fig. 4 is a simplified schematic representation of an electronic pressure controller which is characteristic of the system shown in Fig. 2 or 3;

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Wirkung der Schwan kung des barometrischen Drucks auf die Durchschnitts lineargeschwindigkeit eines Säulenfluidflusses, wobei die Wirkung einer barometrischen Druckänderung nicht gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung kompen siert ist; Fig. 5 is a graph showing the effect of the swan effect of barometric pressure on the average linear velocity of a column fluid flow, the effect being Siert compen a barometric pressure change is not in accordance with the teachings of the present invention;

Fig. 6 eine graphische Darstellung von Säulenkopfdruck-Kor rekturwerten, die gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden, um in einer typischen Säule eine konstante Durchschnittslineargeschwindigkeit eines Säulenfluidflusses beizubehalten. Fig. 6 is a graph of column head pressure Cor rekturwerten, which according to the present invention were determined to maintain a column fluid flow in a typical column is a constant average linear velocity.

Die Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um die Steuerung einer Vielzahl von komprimierbaren Fluids in einem analytischen chromatogra phischen System zu steuern. Solche Fluids umfassen Gase, Flüssigkeiten, Mehrkomponenten-Gase und -Flüssigkeiten und Gemische derselben, die für einen geregelten Fluß geeignet sind. Gase sind gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung die bevorzugten Fluids. Deshalb richtet sich die folgende Beschreibung der Erfindung auf ein Gas-Chromato graphie-Analysesystem. Es sollte jedoch offensichtlich sein, daß die hierin gegebenen Lehren auf die Analyse anderer kom primierbarer Fluids anwendbar sind.The apparatus and methods of the present invention can be used to control a variety of compressible fluids in an analytical chromatogra control system. Such fluids include gases Liquids, multi-component gases and liquids and Mixtures of these that are suitable for a regulated flow are. Gases are in accordance with the practice of the present invention the preferred fluids. That is why the following description of the invention on a gas chromato graphical analysis system. However, it should be obvious that the teachings herein are based on the analysis of other com primable fluids are applicable.

In der analytischen Chemie wurden Flüssigkeitschromatogra phie- (LC; LC = Liquid Chromatography) und Gas-Chromatogra phie- (GC; GC = Gas Chromatography) Techniken wichtige Werk zeuge bei der Identifizierung von chemischen Probenkomponen ten. Der elementare Mechanismus, der der chromatographischen Analyse zugrunde liegt, ist die Trennung eines chemischen Probengemisches in einzelne Komponenten, indem das Gemisch in einem Trägerfluid durch eine speziell vorbereitete Trenn säule mit einem retentiven Medium in derselben transportiert wird. Das Trägerfluid wird als mobile Phase und das retenti ve Medium als stationäre Phase bezeichnet. Der grundlegende Unterschied zwischen Flüssigkeits- und Gas-Chromatographie besteht darin, daß die mobile Phase in dem einen Fall eine Flüssigkeit bzw. in dem anderen Fall ein Gas ist. Die analy tische Auswahl zwischen Flüssigkeits- und Gas-Chromatogra phietechniken hängt stark von dem molekularen Gewicht der Komponenten, die analysiert werden sollen, ab. Flüssigkeits chromatographie-Vorrichtungen sind in der Lage, viel schwe rere Komponenten als Gas-Chromatographie-Vorrichtungen zu analysieren. Jedoch sind Gas-Chromatographie-Erfassungs techniken empfindlicher und daher im allgemeinen bevorzugt.In analytical chemistry, liquid chromatogra phie- (LC; LC = Liquid Chromatography) and gas chromatography phie- (GC; GC = Gas Chromatography) techniques important work testify in the identification of chemical sample components The elementary mechanism, that of the chromatographic Underlying analysis is the separation of a chemical Mix the sample into individual components by mixing the mixture in a carrier fluid through a specially prepared separation column with a retentive medium transported in it becomes. The carrier fluid is called the mobile phase and the retenti ve medium referred to as the stationary phase. The basic one Difference between liquid and gas chromatography is that in one case the mobile phase is a Liquid or in the other case a gas. The analy table choice between liquid and gas chromatograph phi techniques depend heavily on the molecular weight of the Components to be analyzed. Liquid chromatography devices are able to sweat a lot components than gas chromatography devices analyze. However, gas chromatography detection techniques more sensitive and therefore generally preferred.

Bei einer Gas-Chromatographieanalyse wird ein inertes Trä gergas durch eine Temperatur-gesteuerte Säule, die eine sta tionäre Phase in der Form eines porösen sorptiven Mediums enthält, oder durch eine hohle Kapillarröhre mit einem inne ren Durchmesser im Bereich einiger hundert Mikrometer, die mit der stationären Phase beschichtet ist, geleitet. Eine Probe des zu prüfenden Gemisches wird in den Trägergasstrom injiziert und durch die Säule geleitet. Während sich das zu prüfende Gemisch durch die Säule bewegt, trennt es sich in seine verschiedenen Komponenten auf. Die Trennung findet primär aufgrund von Unterschieden in den partiellen Drücken jeder Probenkomponente in der stationären Phase gegenüber der mobilen Phase auf. Diese Unterschiede sind eine Funktion der Temperatur in der Säule. Ein Detektor, der am Auslaßende der Säule positioniert ist, erfaßt jede der getrennten Kom ponenten, die in dem Trägerfluid enthalten sind, wenn diese die Säule verlassen.In the case of a gas chromatography analysis, an inert Trä gas through a temperature-controlled column, which sta tionary phase in the form of a porous sorptive medium contains, or through a hollow capillary tube with an inner diameter in the range of a few hundred micrometers coated with the stationary phase. A Sample of the mixture to be tested is placed in the carrier gas stream injected and passed through the column. While that too testing mixture moves through the column, it separates into its different components. The separation takes place primarily due to differences in partial pressures each sample component in the stationary phase the mobile phase. These differences are a function the temperature in the column. A detector at the outlet end the column is positioned, each of the separated com components contained in the carrier fluid, if these leave the pillar.

Elementare Techniken für die Steuerung des Flusses eines Fluids in einem chromatographischen Analysesystem sind Fach leuten bekannt. Für Details eines elektronischen Druck steuersystems können z. B. die U.S.-Patente 4,994,096 und 5,108,466, deren Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme aufgenommen sind, herangezogen werden. U.S.-Patent 4,994,096 offenbart ferner eine Technik, um zumindest einen Abschnitt der chromatographischen Säule einem Temperaturprofil zu unterwerfen. Klein u. a. offenbaren eine elektronische Druck steuerung von Fluids in "CGC Using a Programmable Electronic Pressure Controller," J. High Resolution Chromatography 13: 361, Mai 1990. Larson, J. R. u. a. erörtern im Journal of Chromatography; 1987, 405, von 163-168 eine fortlaufende Flußprogrammiertechnik für ein Verfahren der Kapillargas chromatographie. Frühere Steuersysteme können z. B. bei Scott, R. P. W., "New Horizons in Column Performance", Gas Chromatography, 1964; Costa Neto, C., u. a., Journal of Chromatography, 1964, 15; und Ziatkis, A., Journal of Gas Chromatography, März 1965, 75-81, gefunden werden.Elementary techniques for controlling the flow of a Fluids in a chromatographic analysis system are a specialist known people. For details of an electronic print control systems can e.g. See, e.g., U.S. Patents 4,994,096 and 5,108,466, the disclosures of which are hereby incorporated by reference are included. U.S. Patent 4,994,096 further discloses a technique to at least a section the chromatographic column to a temperature profile subject. Small and a. disclose an electronic print Control of fluids in "CGC Using a Programmable Electronic Pressure Controller, "J. High Resolution Chromatography 13: 361, May 1990. Larson, J.R. u. a. discuss in the Journal of Chromatography; 1987, 405, from 163-168 a continuous Flow programming technology for a process of capillary gas chromatography. Previous tax systems may e.g. B. at Scott, R.P.W., "New Horizons in Column Performance", Gas Chromatography, 1964; Costa Neto, C., u. a., Journal of Chromatography, 1964, 15; and Ziatkis, A., Journal of Gas Chromatography, March 1965, 75-81.

Demgemäß und wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, rich tet sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten Steuerung der Fluidflußmenge durch eine chromatographische Säule. Die bevorzugte Fluid flußsteuerung wird vorzugsweise durch ein geregeltes elek tronisches Drucksystem erreicht, das, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, durch den Typ der verwendeten Druckrückkopp lung charakterisiert sein kann: entweder Vorwärtsdruckrege lung oder Rückwärtsdruckregelung. Accordingly, and as shown in Figs. 2 and 3, the present invention is directed to an apparatus and method for improved control of the amount of fluid flow through a chromatographic column. The preferred fluid flow control is preferably achieved by a regulated electronic pressure system which, as shown in FIGS . 2 and 3, can be characterized by the type of pressure feedback used: either forward pressure control or backward pressure control.

Wie in Fig. 2 zu sehen ist, empfängt ein Vorwärtsdruckregler eine Rückkopplung, um den Druck strommäßig nach dem Steuer ventil zu steuern. Wenn der stromabwärts gelegene Druck mo mentan unter den Einstellpunkt abfällt, bewirkt ein Rück kopplungssignal (vorzugsweise ein elektronisches Steuersi gnal), daß die Flußsteuerung eine größere Menge des Fluids durchläßt. Genauso wird das Ventil weiter schließen, wenn der Druck über den Einstellpunkt ansteigt. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, steuert ein Gegendruckregler den Druck strömungs mäßig vor der Flußsteuerung. Wenn der stromaufwärts gelegene Druck momentan unter den Einstellpunkt abfällt, bewirkt z. B. ein Rückkopplungssignal, daß die Steuerung den Fluß redu ziert.As can be seen in Fig. 2, a forward pressure regulator receives feedback to control the pressure in terms of current after the control valve. If the downstream pressure currently drops below the set point, a feedback signal (preferably an electronic control signal) causes the flow control to pass a greater amount of the fluid. Likewise, the valve will continue to close when the pressure rises above the set point. As can be seen in Fig. 3, a back pressure controller controls the flow pressure before the flow control. If the upstream pressure currently drops below the set point, e.g. B. a feedback signal that the controller reduces the flow.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel, das in Fig. 2 darge stellt ist, ist ein Gas-Chromatographie-Analysesystem (10A), das in einer Vorwärtsdruckregel-Konfiguration angeordnet ist, das zur Verwendung mit sogenannten direkten Techniken mit Kühlung auf der Säule, mit Packungen und mit großem Durchmesser (d. h. etwa 530 Mikrometer) zugänglich ist. Um eine chromatographische Trennung einer gegebenen Probenver bindung durchzuführen, wird die Probe (11) mittels einer Einspritzöffnung (12) in ein Fluid, vorzugsweise in der Form eines unter Druck gesetzten Trägergases, eingespritzt. Das Trägergas wird der Einlaßöffnung (12) von einer Quelle durch eine Fluidflußsteuerung, vorzugsweise in der Form eines Ven tils (14), zugeführt. Für Fachleute ist es offensichtlich, daß gemäß den nachfolgenden Lehren der Betrieb der Fluß steuerung dazu dient, den Druck und/oder die volumetrische Flußrate des Trägergases in dem GC-System zu steuern. Das Trägergas kann Gase einer oder mehrerer Komponenten enthal ten, wie z. B. Wasserstoff, Stickstoff oder Helium, abhängig von der speziellen chromatographischen Trennung, die durch geführt werden soll. Ein Gemisch von Argon und 4% Metan ist ein gängiges Trägergas, das mit Elektronenaufnahmededektoren verwendet wird.The preferred embodiment, which is illustrated in FIG. 2, is a gas chromatography analysis system ( 10 A), which is arranged in a forward pressure control configuration, for use with so-called direct techniques with cooling on the column, with packing and with a large diameter (ie about 530 microns) is accessible. In order to carry out a chromatographic separation of a given sample connection, the sample ( 11 ) is injected into a fluid, preferably in the form of a pressurized carrier gas, by means of an injection opening ( 12 ). The carrier gas is supplied to the inlet port ( 12 ) from a source by fluid flow control, preferably in the form of a valve ( 14 ). It will be apparent to those skilled in the art that, in accordance with the following teachings, the operation of the flow controller serves to control the pressure and / or volumetric flow rate of the carrier gas in the GC system. The carrier gas can contain gases of one or more components, such as e.g. B. hydrogen, nitrogen or helium, depending on the special chromatographic separation that is to be performed. A mixture of argon and 4% metane is a common carrier gas used with electron capture detectors.

Eine Mehrzahl von Wandlern erzeugt Erfassungssignale, die tatsächliche Betriebszustandsparameter darstellen, zur Ver wendung in dem Steuersystem, das nachfolgend beschrieben wird. Vorzugsweise ist ein erfaßter Parameter der Einlaß druck des Trägergases, der an der Einspritzöffnung (12) vorliegt. Dieses Einlaßdruck-Erfassungssignal wird über einen Einlaßdrucksensor (16) zu einer Schnittstelle (42) ge liefert. Danach wird das Signal einem Prozessor (40) ge liefert, der dem Ventil (14) wiederum ein Steuersignal lie fert. Der Betrieb des Ventils (14) regelt dann den Druck des Trägergases als Reaktion auf das Steuersignal. Der spezielle Entwurf des Ventils (14) stellt kein erforderliches Merkmal der vorliegenden Erfindung dar. Z. B. ist ein Druckventil des Modells Nr. 001-1014, das von der Porter Instrument Company, Inc. of Hatfield, Pennsylvania, verkauft wird, geeignet. Ein geeigneter Sensor (16) ist der Wandler 1210-A100G3L, der von I.C. Sensors of Milpitas, CA, verkauft wird.A plurality of transducers generate detection signals that represent actual operating condition parameters for use in the control system described below. Preferably, a detected parameter is the inlet pressure of the carrier gas which is present at the injection opening ( 12 ). This inlet pressure detection signal is supplied via an inlet pressure sensor ( 16 ) to an interface ( 42 ). The signal is then supplied to a processor ( 40 ), which in turn produces a control signal for the valve ( 14 ). Operation of the valve ( 14 ) then regulates the pressure of the carrier gas in response to the control signal. The specific design of valve ( 14 ) is not a required feature of the present invention. For example, a model No. 001-1014 pressure valve sold by Porter Instrument Company, Inc. of Hatfield, Pennsylvania is suitable. A suitable sensor ( 16 ) is the converter 1210-A100G3L, sold by IC Sensors of Milpitas, CA.

Die Einspritzöffnung (12) liefert einen Teil des Proben-/- Träger-Gasgemisches zu einer Trennsäule (18), wobei der Rest durch einen nicht-analysierten Ausgang (20) geleitet wird. Der Fluß, der durch den Ausgang austritt, ist als der Sep tum-Auslaßfluß (septum purge flow) bekannt. Durch Beibehal ten eines relativ konstanten Auslaßflusses durch eine strom abwärts-bezogene Flußsteuerung (22) ist es möglich, "fal sche" Spitzen von dem Einspritzöffnungs-Septum (nicht ge zeigt) zu minimieren und ferner eine Luftdiffusion in der Säule (18) zu minimieren. Die Säule (18) ist in einer Tempe raturgesteuerten Thermokammer, oder einem Ofen (24) posi tioniert. Der Ofen (24) umfaßt vorzugsweise eine Heizeinheit (26) und einen Temperatursensor (28). Um sicherzustellen, daß sich die Temperatur in dem Ofen (24) auf einem gewünsch ten Pegel befindet, erzeugt ein weiterer Wandler in Form eines Temperatursensors (28) ein weiteres Erfassungssignal, das einen tatsächlichen Betriebszustandsparameter darstellt, d. h. die Temperatur in dem Ofen (24), wobei dieses Signal ebenfalls der Schnittstelle (42) und dem Prozessor (40) zugeführt wird. Die Heizeinheit (26), die auf das Steuersi gnal anspricht, das durch den Prozessor (40) erzeugt wird, bewahrt in dem Ofen (24) eine gesteuerte Temperatur. Die Trägergas-/Proben-Kombination, die die Säule (18) durch läuft, wird dadurch einem Temperaturprofil ausgesetzt, das ein Ergebnis des Betriebs der Heizeinrichtung (26) in dem Ofen (24) ist. Typischerweise wird die Temperatur in dem Ofen (24) gemäß einem ausgewählten Programm derart gesteu ert, daß sich die Probe (11) in ihre Komponenten trennt.The injection opening ( 12 ) delivers part of the sample / carrier gas mixture to a separation column ( 18 ), the rest being passed through a non-analyzed outlet ( 20 ). The flow that exits through the exit is known as the septum purge flow. By maintaining a relatively constant outlet flow through a downstream flow control ( 22 ), it is possible to minimize "false" peaks from the injection port septum (not shown) and further minimize air diffusion in the column ( 18 ) . The column ( 18 ) is posi tioned in a temperature-controlled thermal chamber, or an oven ( 24 ). The oven ( 24 ) preferably comprises a heating unit ( 26 ) and a temperature sensor ( 28 ). In order to ensure that the temperature in the furnace ( 24 ) is at a desired level, a further converter in the form of a temperature sensor ( 28 ) generates a further detection signal which represents an actual operating state parameter, ie the temperature in the furnace ( 24 ) , this signal also being fed to the interface ( 42 ) and the processor ( 40 ). The heating unit ( 26 ), responsive to the control signal generated by the processor ( 40 ), maintains a controlled temperature in the oven ( 24 ). The carrier gas / sample combination that the column ( 18 ) passes through is thereby exposed to a temperature profile that is a result of the operation of the heater ( 26 ) in the oven ( 24 ). Typically, the temperature in the oven ( 24 ) is controlled according to a selected program such that the sample ( 11 ) separates into its components.

Wenn das Trägergas (das die Probe enthält) die Säule (18) verläßt, wird das Vorliegen einer oder mehrerer die Probe bildender Komponenten durch einen Detektor (30) erfaßt. Der Detektor (30) kann einer der bekannten GC-Detektoren sein, solange er in der Lage ist, zumindest eine physikalisch- chemische Eigenschaft des Trägerfluids, das die Säule (18) verläßt, zu bestimmen. Für Fachleute ist es offensichtlich, daß der Ausdruck "Detektor" eine große Vielfalt brauchbarer chromatographischer Detektoren einschließt, wie z. B. einen Flammenionisationsdetektor (FID), einen Photoionisationsde tektor (PID), einen Stickstoff-Phosphor-Detektor (NPD), ei nen Flammenphotometriedetektor (FPD), einen Wärmeleitfähig keitsdetektor (TCD), einen Atomemissionsdetektor (AED), ei nen Elektrolytleitfähigkeitsdetektor (ELCD) und, einen Elek troneneinfangdetektor (ECD). Ferner sind Massenspektrumsde tektoren und Infrarotspektrumsdetektoren bekannt.When the carrier gas (containing the sample) leaves the column ( 18 ), the presence of one or more components forming the sample is detected by a detector ( 30 ). The detector ( 30 ) can be one of the known GC detectors, as long as it is able to determine at least one physico-chemical property of the carrier fluid leaving the column ( 18 ). It will be apparent to those skilled in the art that the term "detector" includes a wide variety of useful chromatographic detectors, such as e.g. B. a flame ionization detector (FID), a photoionization detector (PID), a nitrogen-phosphorus detector (NPD), a flame photometry detector (FPD), a thermal conductivity detector (TCD), an atomic emission detector (AED), an electrolytic conductivity detector (ELCD) ) and, an electron capture detector (ECD). Furthermore, mass spectrum detectors and infrared spectrum detectors are known.

Wie nachfolgend beschrieben wird, liefert ein weiterer Wand ler in der Form eines Sensors des absoluten Umgebungsdrucks (29) ein Signal, das den barometrischen Umgebungsdruck p_atm darstellt, zum Auslaß der Schnittstelle (42) und dem Prozes sor (40). Das Erfassungssignal kann zu Zwecken der Erfindung ferner als darstellend für den Säulenauslaßdruck p_o, der als absoluter Druck bezeichnet wird, betrachtet werden. Ein ge eigneter Absolutdruckwandler (29) kann mit einer Membran aufgebaut sein, die über einem Volumen befestigt ist, das ein Vakuum enthält, wodurch der Wandler (16, 32) ein Signal liefert, das die Druckdifferenz über der Membran darstellt. Eine kommerzielle Fassung eines solchen Wandlers, erhältlich von IC Sensors, kann in der Form eines 3,45 N/cm²-Sensors (5 psi) elektrisch abgestimmt sein, um seine Null-Ausgabe bei einem absoluten Druck von 6.9 N/cm² (10 psia) und seinen vollen Ausschlag bei einem absoluten Druck von 10.35 N/cm² (15 psia) zu erzeugen.As described below, another converter in the form of an absolute ambient pressure sensor ( 29 ) provides a signal representing the atmospheric pressure p _atm to the outlet of the interface ( 42 ) and the processor ( 40 ). The detection signal may also be considered representative of the column outlet pressure p _o , referred to as absolute pressure, for purposes of the invention. A suitable absolute pressure transducer ( 29 ) can be constructed with a membrane attached over a volume containing a vacuum, whereby the transducer ( 16 , 32 ) provides a signal representing the pressure difference across the membrane. A commercial version of such a converter, available from IC Sensors, can be electrically tuned in the form of a 3.45 N / cm ² sensor (5 psi) to achieve its zero output at an absolute pressure of 6.9 N / cm ² ( 10 psia) and its full deflection at an absolute pressure of 10.35 N / cm ² (15 psia).

Ohne von den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung abzu weichen, kann der Druck des Trägergases ferner gemäß einem Gegendruckmodus geregelt werden, wobei das Ventil (14) den Druck regelt, der in dem Bereich, der strömungsmäßig ober halb des Ventils liegt, erfaßt wird. Das chromatographische Analysesystem (10B), das in Fig. 3 dargestellt ist, ist z. B. in einem Gegendruck-Regelentwurf angeordnet, der für soge nannte geteilte Einspritzungen geeignet ist. Bei einer ge teilten Einspritzung wird ein Teil der Probe (11), die ana lysiert werden soll, in die Säule (18) eingespritzt, während der Rest der Probe (11) von der Säule (18) "abgetrennt" und zu der Entlüftung (23) geleitet wird. Gemäß Fig. 3 wird das Trägergas direkt von einer Flußsteuerung (31) zur Einspritz öffnung (12) geliefert. Der Druck des Trägergases wird durch den Druckwandler (32) bestimmt, der den Druck der Träger gas-/Proben-Kombination in der nicht-analysierten Ausgabe (20) erfaßt. Der Druck des Trägergases, das die Einspritz öffnung (12) verläßt, wird durch ein Ventil (34), das auf ein geeignetes Signal vom Prozessor (40) anspricht, gesteu ert. Das Verhältnis zwischen dem Teil des Proben-/Träger-Ga ses, das zum Ausgang (20) geliefert wird, und dem Rest, der zur Säule (18) geliefert wird, ist als das Teilverhältnis bekannt. Das Teilverhältnis regelt die Menge der Träger gas-/Proben-Kombination, die sich durch die Säule (18) be wegt. Während der Druck des Trägergases in der Säule (18) durch den Betrieb des Ventils (34) gesteuert wird, ist die Trägergas-Flußrate ebenfalls gesteuert.Without departing from the principles of the present invention, the pressure of the carrier gas can also be controlled according to a back pressure mode, the valve ( 14 ) regulating the pressure which is detected in the area which is above the valve in terms of flow. The chromatographic analysis system ( 10 B), which is shown in Fig. 3, is, for. B. arranged in a back pressure control draft, which is suitable for so-called split injections. In the case of a shared injection, part of the sample ( 11 ) to be analyzed is injected into the column ( 18 ), while the rest of the sample ( 11 ) is "separated" from the column ( 18 ) and sent to the vent ( 23 ) is conducted. Referring to FIG. 3, the carrier gas is opening directly from a flow controller (31) for injection (12) delivered. The pressure of the carrier gas is determined by the pressure transducer ( 32 ), which detects the pressure of the carrier gas / sample combination in the non-analyzed output ( 20 ). The pressure of the carrier gas leaving the injection opening ( 12 ) is controlled by a valve ( 34 ) which responds to a suitable signal from the processor ( 40 ). The ratio between the part of the sample / carrier gas which is supplied to the outlet ( 20 ) and the remainder which is supplied to the column ( 18 ) is known as the partial ratio. The partial ratio controls the amount of carrier gas / sample combination that moves through the column ( 18 ). While the pressure of the carrier gas in the column ( 18 ) is controlled by the operation of the valve ( 34 ), the carrier gas flow rate is also controlled.

Abhängig von der speziellen Wahl des Detektors (30) kann das bevorzugte Ausführungsbeispiel ferner eine Einrichtung zum Liefern eines Hilfsgases zu dem Detektor umfassen. Es ist offensichtlich, daß das Hilfsgas Gase einer oder mehrerer Komponenten, wie z. B. Wasserstoff, Stickstoff, Helium, Luft oder Sauerstoff, umfassen kann, abhängig vom verwendeten Detektor. Der Druck des Hilfsgases, das in den Detektor (30) eintritt, wird von einem Wandler (38) erfaßt, um ein weite res Signal, das diesen Betriebszustandsparameter darstellt, zur Schnittstelle (42) und dem Prozessor (40) zu liefern. Der Druck des Hilfsgases wird dann durch ein Ventil (36) als Reaktion auf ein geeignetes Signal durch die Schnittstelle (42) vom Prozessor (40) gesteuert. Geeignete Hilfsgasquel len, -ventile und -wandler, zusammen mit dazugehörigen Vor richtungen, die nicht gezeigt sind, können entsprechend dem Stand der Technik ausgewählt sein.Depending on the particular choice of detector ( 30 ), the preferred embodiment may further include means for delivering an auxiliary gas to the detector. It is obvious that the auxiliary gas gases of one or more components, such as. B. hydrogen, nitrogen, helium, air or oxygen, depending on the detector used. The pressure of the auxiliary gas entering the detector ( 30 ) is sensed by a converter ( 38 ) to provide a further signal representing this operating condition parameter to the interface ( 42 ) and the processor ( 40 ). The pressure of the auxiliary gas is then controlled by a valve ( 36 ) in response to a suitable signal through the interface ( 42 ) from the processor ( 40 ). Suitable auxiliary gas sources, valves and transducers, together with associated devices that are not shown, can be selected in accordance with the prior art.

Bezugnehmend nun auf Fig. 4 wird die Fluidflußsteuerung in dem chromatographischen System (10A, 10B) nachfolgend de taillierter beschrieben. Der Prozessor (40) kann aus Be rechnungsvorrichtungen, die der Durchführung dieser Erfin dung zugänglich sind, z. B. einer oder mehreren Berechnungs vorrichtungen wie Computern, Mikroprozessoren, Mikrosteue rungen, Schaltern, logischen Gattern oder beliebigen äqui valenten logischen Vorrichtungen, die in der Lage sind, die nachfolgend beschriebenen Berechnungen durchzuführen, aus gewählt werden. Der Prozessor (40) ist vorzugsweise mit einer Informationseingabeeinrichtung (38A), die vorzugsweise in der Form einer Tastatur, einer Handtastatur oder einer Computermaus vorliegt, oder einem weiteren Prozessor (nicht gezeigt) gekoppelt, um zusätzliche Betriebszustandsparame ter, Systemkalibrierungsdaten und dergleichen einzugeben. Ferner kann eine Informationsausgabeeinrichtung (38B), wie z. B. eine alphanumerische, eine Video-Anzeige oder ein Drucker, verwendet werden. Der bevorzugte Prozessor (40) kann ferner einen Speicher (41) in der Form von flüchtigen und nicht-flüchtigen Speichervorrichtungen einschließen, in dem Eingabe- und Ausgabe-Informationen, Betriebszustandspa rameter, Systeminformationen und Programme gespeichert und wiedergewonnen werden können. Mitteilungen, die den Benutzer auffordern, bestimmte Informationen, wie z. B. einen ge wünschten Betriebsparameter, z. B. den Einlaßdruck oder den linearen Fluidfluß in der Säule, einzugeben, können vom Prozessor (40) erzeugt und von der Anzeige (38B) angezeigt wer den. Der Prozessor (40) kann ferner Netzwerk- und Bussy stem-Steuerungen (Eingabe/Ausgabe oder E/A), Isolationsvor richtungen, Taktgeber u. a. verwandte elektronische Komponen ten zur Durchführung der Steuerung, der Verarbeitung und der Kombinationsaufgaben einschließen, die hierin nicht be schrieben sind.Referring now to FIG. 4, the fluid flow control in the chromatographic system ( 10 A, 10 B) is described in more detail below. The processor ( 40 ) can be calculation devices accessible from the implementation of this invention, z. B. one or more computing devices such as computers, microprocessors, microcontrollers, switches, logic gates or any equivalent logic devices capable of performing the calculations described below can be selected. The processor ( 40 ) is preferably coupled to an information input device ( 38 A), which is preferably in the form of a keyboard, a hand keyboard or a computer mouse, or a further processor (not shown) in order to enter additional operating state parameters, system calibration data and the like. Furthermore, an information output device ( 38 B), such as. B. an alphanumeric, a video display or a printer can be used. The preferred processor ( 40 ) may further include memory ( 41 ) in the form of volatile and non-volatile memory devices in which input and output information, operating condition parameters, system information and programs can be stored and retrieved. Messages asking the user to provide certain information, such as B. a desired ge operating parameters, for. B. the inlet pressure or the linear fluid flow in the column, can be generated by the processor ( 40 ) and displayed by the display ( 38 B) who the. The processor ( 40 ) may further include network and bus stem controls (input / output or I / O), Isolationsvor devices, clocks, etc. related electronic components for performing the control, processing and combination tasks, which are not described here are.

Eine weitere Funktion des Prozessors (40) besteht darin, die Temperatur des Ofens (24) zu steuern. Um dies durchzuführen, sendet der Prozessor (40) ein Steuersignal zu der Heizein richtung (26), um den Wärmebetrag, der von der Heizeinrich tung zu dem Ofen (24) übertragen wird, zu erhöhen oder zu senken. Der Sensor (28) erfaßt die Temperatur in dem Ofen (24) und sendet ein Rückkopplungssignal, das eine solche Temperatur darstellt, zu dem Prozessor (40). Durch Über wachen des Temperaturrückkopplungssignals von dem Sensor (28) kann der Prozessor (40) die Temperatur in dem Ofen (24) durch Steuern der Heizeinrichtung (26) auf einem gewünschten Pegel halten. Die vorliegende Erfindung vollzieht die Steue rung der Ofentemperatur gemäß den Berechnungen, die nachfol gend bezüglich der Fig. 5 bis 6 beschrieben sind.Another function of the processor ( 40 ) is to control the temperature of the oven ( 24 ). To do this, the processor ( 40 ) sends a control signal to the heater ( 26 ) to increase or decrease the amount of heat transferred from the heater to the furnace ( 24 ). The sensor ( 28 ) senses the temperature in the oven ( 24 ) and sends a feedback signal representing such a temperature to the processor ( 40 ). By monitoring the temperature feedback signal from the sensor ( 28 ), the processor ( 40 ) can maintain the temperature in the oven ( 24 ) at a desired level by controlling the heater ( 26 ). The present invention accomplishes the control of the furnace temperature according to the calculations described below with reference to FIGS . 5 to 6.

Gemäß einem speziellen Merkmal der Erfindung ist es offen sichtlich, daß die Flußsteuerungen, die in den Fig. 2 und 3 (in Form der Ventile (14, 34, 36)) dargestellt sind, aus gebildet sind, um zu öffnen oder zu schließen, um einen oder mehrere gewünschte Systembetriebszustandsparameter beizu behalten, die durch den Systembediener auf der Handtastatur (38) eingegeben oder vom Speicher (41) zurückgewonnen wur den. Gemäß Fig. 4 umfaßt das bevorzugte Ausführungsbeispiel ein elektronisches Drucksteuersystem (39) (EPC-System; EPC = Electronic Pressure Control) zur genauen und wiederholbaren Steuerung des Fluidflusses zu der Säule (18). Die aktive elektronische Drucksteuerung bewirkt vorzugsweise eine ak tive Steuerung des Betriebs der Ventile (14, 34, 36), um sowohl den Einlaßdruck als auch die Flußrate des Träger fluids zu steuern. Der Prozessor (40) erzeugt geeignete Steuersignale von der Schnittstelle (44), um zu bewirken, daß eines oder mehrere Ventile den Druck oder die Flußrate des Fluids, das dieselben durchströmt, erhöhen oder ernied rigen. Z. B. kann das Ventil (14) in Fig. 2 über die Offen- Zeit einer Öffnung (im Falle eines modulierenden Steuerven tils) oder die Höhe der Lücke über einer Öffnungsfläche (im Falle eines Proportional-Steuerventils) betrieben werden, um den Einlaßdruck des Trägerfluids, das der Trennsäule (18) geliefert wird, zu regeln. Die Fluidflußsteuerung im vor wärts geregelten System, das in Fig. 2 gezeigt ist, kann folglich unter anderem gemäß dem Druck, der durch den Druck sensor (16), der strömungsmäßig unterhalb des Steuerventils (14) liegt, erreicht werden. Ein Ansteigen des erfaßten Drucks bewirkt, daß das Ausgangssignal des Drucksensors (vorzugsweise eine Spannung) ansteigt. Diese Spannung wird über eine Verkabelung zu dem EPC-System (39) gesendet. In Erwiderung wird eine neue und geringfügig kleinere Steuer spannung gemäß den Berechnungen, die durch den Prozessor (40) durchgeführt werden, von der Schnittstelle (42) zu dem Steuerventil (14) zurückgeführt. Die Lücke im Steuerventil wird dann leicht reduziert, was einen etwas kleineren Fluß durch das Ventil und einen etwas geringeren Druck am Druck sensor zur Folge hat. Dieser Rückkopplungsprozeß tritt mit relativ hohen Frequenzen auf, was eine sehr glatte und wie derholbare Drucksteuerung zur Folge hat.According to a special feature of the invention, it is evident that the flow controls shown in Figs. 2 and 3 (in the form of valves ( 14 , 34 , 36 )) are made to open or close, to maintain one or more desired system operating state parameters entered by the system operator on the hand keyboard ( 38 ) or recovered from the memory ( 41 ). Referring to FIG. 4, the preferred embodiment comprises an electronic pressure control system (39) (EPC system; EPC = Electronic Pressure Control) for accurate and repeatable control of the fluid flow to the column (18). The active electronic pressure control preferably effects active control of the operation of the valves ( 14 , 34 , 36 ) to control both the inlet pressure and the flow rate of the carrier fluid. The processor ( 40 ) generates appropriate control signals from the interface ( 44 ) to cause one or more valves to increase or decrease the pressure or flow rate of the fluid flowing therethrough. For example, the valve ( 14 ) in Fig. 2 can be operated over the open time of an opening (in the case of a modulating control valve) or the height of the gap over an opening area (in the case of a proportional control valve) to the inlet pressure of the carrier fluid , which is supplied to the separation column ( 18 ). The fluid flow control in the forward regulated system, which is shown in Fig. 2, can therefore be achieved, among other things, according to the pressure by the pressure sensor ( 16 ), which is fluidly below the control valve ( 14 ). An increase in the sensed pressure causes the pressure sensor output signal (preferably a voltage) to increase. This voltage is sent to the EPC system ( 39 ) via wiring. In response, a new and slightly smaller control voltage is returned from the interface ( 42 ) to the control valve ( 14 ) according to the calculations performed by the processor ( 40 ). The gap in the control valve is then slightly reduced, which results in a somewhat smaller flow through the valve and a somewhat lower pressure at the pressure sensor. This feedback process occurs at relatively high frequencies, which results in very smooth and repeatable pressure control.

Wie oben erwähnt wurde, können bestimmte gewünschte System betriebszustandsparameter, vorzugsweise der gewünschte Ein laßdruck, vom Bediener durch eine digitale Eingabe an der Tastatur (38) oder durch ein anderes Steuerungsdatensystem eingegeben werden. Tatsächliche Betriebssystemparameter werden erfaßt und zur Verwendung bei Berechnungen dem Pro zessor geliefert. Gemäß einem speziellen Merkmal der Erfin dung wird der barometrische Druck p_atm als ein solcher tat sächlicher Betriebszustandsparameter betrachtet, der mit dem Absolutdrucksensor (29) derart erfaßt werden soll, daß ein Wert, der diesen Parameter darstellt, dann bei Berechnungen, die von dem EPC-System durchgeführt werden, verwendet wird, um Steuersignale zum Bewirken von Einlaßdruckänderungen abzuleiten. Der Prozessor (40) kann den Einlaßdruck gemäß einer Steuerschleifen-Firmware, die sich in dem Speicher (41) befindet, durch Erzeugen von Steuersignalen, die den Betrieb der Ventile (14) leiten, auf einem berechneten Pegel halten. Die erzeugten Steuersignale besitzen eine digitale Form und können dem Ventil (14) geliefert werden oder vor dem Übertragen zu dem Ventil (14) durch einen Digital-/Ana log-Wandler (46) (D/A-Wandler) in eine analoge Form umge wandelt und durch einen Verstärker (48) geeignet verstärkt werden. Abhängig vom Charakter der Erfassungssignale (ob analog oder digital) können analoge Erfassungssignale von den Wandlern zu dem Prozessor (40) geliefert werden, indem zuerst die analogen Signale, die von den Druckwandlern (16) erzeugt werden, durch einen Mehrkanal-Analog-/Digital-Wand ler (50) von einem analogen in ein digitales Signal umge wandelt werden. Die digitalen Signale, die von dem A/D- Wandler erzeugt werden, werden dann dem Prozessor (40) zu geführt. Digitale Erfassungssignale, können direkt zu dem Prozessor (40) geleitet werden. Weitere Details über die Auswahl und den Betrieb von Komponenten, wie z. B. die Wand ler (46, 50), den Prozessor (40), die Schnittstelle (44) und die Wandler (16, 29, 32) können gemäß bekannter Steuersy steme überdacht werden.As mentioned above, certain desired system operating state parameters, preferably the desired inlet pressure, can be entered by the operator through a digital input on the keyboard ( 38 ) or through another control data system. Actual operating system parameters are captured and provided to the processor for use in calculations. According to a special feature of the invention, the barometric pressure p _{atm is} regarded as such an actual operating state parameter which is to be detected with the absolute pressure sensor ( 29 ) in such a way that a value representing this parameter is then used in calculations carried out by the EPC System can be used to derive control signals for causing inlet pressure changes. The processor ( 40 ) can maintain the inlet pressure at a calculated level according to control loop firmware residing in the memory ( 41 ) by generating control signals that guide the operation of the valves ( 14 ). The control signals generated have a digital form and can the valve be supplied (14) or vice prior to transmitting to the valve (14) through a digital / Ana log converter (46) (D / A) converter to an analog form converts and be suitably amplified by an amplifier ( 48 ). Depending on the nature of the detection signals (whether analog or digital), analog detection signals can be provided by the transducers to the processor ( 40 ) by first passing the analog signals generated by the pressure transducers ( 16 ) through a multi-channel analog / digital -Wall ler ( 50 ) can be converted from an analog to a digital signal. The digital signals generated by the A / D converter are then fed to the processor ( 40 ). Digital detection signals can be passed directly to the processor ( 40 ). More details on the selection and operation of components such as B. the wall ler ( 46 , 50 ), the processor ( 40 ), the interface ( 44 ) and the converter ( 16 , 29 , 32 ) can be considered according to known control systems.

Bezugnehmend nun auf die Fig. 5 und 6 ist es offensichtlich, daß die Gleichungen, die den Fluß durch eine Säule regeln, auf absoluten Drücken (und keinen Manometerdrücken) basieren müssen. Folglich und gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Retentionszeitstabilität als eine Funktion des Säulen fluidflusses betrachtet werden und somit als eine Funktion der tatsächlichen Betriebszustandsparameter, wie z. B. der Säulentemperatur, des Einlaßdrucks und des Auslaßdrucks. Außerdem sind diese Betriebszustandsparameter zu einer Dif ferenzierung tauglich, um die Wirkung jedes Parameters auf die Retentionszeit herauszufinden.Referring now to Figures 5 and 6, it is apparent that the equations that regulate flow through a column must be based on absolute pressures (and not manometer pressures). Accordingly, and in accordance with the present invention, retention time stability can be viewed as a function of the column fluid flow and thus as a function of the actual operating condition parameters such as e.g. B. column temperature, inlet pressure and outlet pressure. In addition, these operating condition parameters are suitable for differentiation in order to find out the effect of each parameter on the retention time.

In dem speziellen Rückkopplungssteuersystem, das oben beschrieben ist, empfängt der Prozessor (40) ein oder mehrere gewünschte Betriebszustandsparameter in der Form des ge wünschten Einlaßdruckes, des gewünschten Säulen-Massenfluß- Einstellpunktes oder der gewünschten Säulendurchschnitts lineargeschwindigkeit. Weitere Betriebszustandsparameter, die andere Daten, die zu dem Betrieb des Systems (10A, 10B) gehören, wie z. B. der Gastyp und die Säulenabmessungen, dar stellen, können aus dem Speicher (41) wiedergewonnen werden. Nach dem Bestimmen der gewünschten Durchschnittslinearge schwindigkeit des Trägergases bei einem ausgewählten ge wünschten Betriebszustandsparameter, wie z. B. dem gewünsch ten Säuleneinlaßdruck, bezogen auf eine normierte Temperatur und einen normierten Druck, wird das Ergebnis als eine "Re ferenz" zum Vergleich mit den Ergebnissen nachfolgender Be rechnungen gespeichert. Schließlich kann (können) durch Be rechnen eines oder mehrerer neuer Betriebszustandsparameter (wie z. B. des Einlaßdruckes), die die tatsächliche Durch schnittslineargeschwindigkeit auf die gewünschte Durch schnittslineargeschwindigkeit einstellen, der (die) geeigne te(n) Betriebszustandsparameter eingestellt werden. Als ein Zwischenergebnis einer derartigen Steuerung ist die ge wünschte Durchschnittslineargeschwindigkeit in Wirklichkeit realisiert und folglich konstant gemacht. Das nachfolgende Ergebnis des Realisierens der gewünschten Durchschnittsli neargeschwindigkeit ist es jedoch, die Retentionszeit des Systems (10A, 10B) zu stabilisieren, selbst während das Sy stem durch Schwankungen des barometrischen Drucks p_atm be einflußt ist. Die vorliegende Erfindung betrachtet die Ver wendung eines oder mehrerer gewünschter Betriebszustandspa rameter, vorzugsweise in der Form des gewünschten Einlaß drucks, des gewünschten Säulenflusses oder der gewünschten Säulendurchschnittslineargeschwindigkeit, als bestimmend für den gewünschten Durchschnittslinearfluß des Trägerfluids. Bei den folgenden Berechnungen wurde der gewünschte Einlaß druck als der gewünschte Betriebszustandsparameter ausge wählt. Die Auswahl des Einlaßdrucks sollte jedoch nicht als begrenzend betrachtet werden, da andere Betriebszustandspa rameter zur Verwendung in den folgenden Berechnungen ausgewählt werden können.In the particular feedback control system described above, the processor ( 40 ) receives one or more desired operating condition parameters in the form of the desired inlet pressure, column mass flow set point, or column speed linear velocity. Other operating state parameters, the other data belonging to the operation of the system ( 10 A, 10 B), such as. B. the gas type and column dimensions represent, can be recovered from the memory ( 41 ). After determining the desired average linear velocity of the carrier gas at a selected desired operating state parameters, such as. B. the desired th column inlet pressure, based on a normalized temperature and a normalized pressure, the result is stored as a "Re reference" for comparison with the results of subsequent calculations. Finally, by calculating one or more new operating condition parameters (such as inlet pressure) that set the actual average linear velocity to the desired average linear velocity, the appropriate operating condition parameter (s) can be set. As an intermediate result of such a control, the desired average linear velocity is actually realized and consequently made constant. However, the subsequent result of realizing the desired average linear velocity is to stabilize the retention time of the system ( 10 A, 10 B) even while the system is being affected by fluctuations in the barometric pressure p _atm . The present invention contemplates the use of one or more desired operating condition parameters, preferably in the form of the desired inlet pressure, column flow, or column average linear velocity, as determining the desired average linear flow of the carrier fluid. In the following calculations, the desired intake pressure was selected as the desired operating condition parameter. However, the selection of the inlet pressure should not be considered limiting, as other operating condition parameters can be selected for use in the following calculations.

Um einen Wert für die Durchschnittslineargeschwindigkeit des Fluidflusses in einer gegebenen Trennsäule zu berechnen, wird die Lineargeschwindigkeit des Säulenflusses am Säulen ausgang µ_o gemäß folgender Gleichung auf die Säulen-Einlaß- und -Auslaß-Drücke bezogen:
To calculate a value for the average linear velocity of the fluid flow in a given column, the linear velocity of the column flow at the column outlet µ _{o is} related to the column inlet and outlet pressures according to the following equation:

in der F_c(o) die volumetrische Auslaßflußrate ist, η die Viskosität ist, p_i und p_o die Säuleneinlaß- und -auslaß- Drücke sind und r und L der Säulenradius bzw. die Säulen länge sind. Die Durchschnittslineargeschwindigkeit µ bezieht sich durch einen Korrekturfaktor, j, auf die Auslaßlinear geschwindigkeit:
in which F _{c (o) is} the volumetric outlet flow rate, η is the viscosity, p _i and p _{o are} the column inlet and outlet pressures and r and L are the column radius or the column length. The average linear velocity µ is related to the outlet linear velocity by a correction factor, j:

µ = µ_o × j (2)
µ = µ _o × j (2)

daher
therefore

und Kombinieren der Gleichungen für die Durchschnittsli neargeschwindigkeit und die Auslaßgeschwindigkeit ergibt,
and combining the equations for the average linear velocity and the exhaust velocity,

in der p_i der absolute Einlaßdruck ist, p_o der Auslaßdruck ist, η der Viskositätskoeffizient des Gases ist, L die Länge der Säule ist und r der innere Radius der Säule ist.in which p _{i is} the absolute inlet pressure, p _{o is} the outlet pressure, η is the viscosity coefficient of the gas, L is the length of the column and r is the inner radius of the column.

Es ist nun offensichtlich, daß das betrachtete elektronische Drucksteuersystem programmiert werden kann, um die Berech nungen basierend auf der vorhergehenden Definition der Durchschnittslineargeschwindigkeit des Fluidflusses in der Trennsäule durchzuführen. Wie nachfolgend zu sehen ist, führt das bevorzugte Ausführungsbeispiel die Berechnungen, die sich auf zwei unterschiedliche Interpretationen der Durchschnittslineargeschwindigkeit, die oben definiert ist, beziehen, durch. Erstens existiert eine gewünschte Durch schnittslineargeschwindigkeit des Fluids, das gesteuert wird. Zweitens existiert eine tatsächliche Durchschnitts lineargeschwindigkeit des Fluids, das gesteuert wird. Ferner kann man, während vom Systembediener erwartet wird, den gewünschten Manometerdruck p_gd als einen gewünschten Be triebszustandsparameter einzugeben, p_gd + p_atm = p_i und im nominellen Betrieb p_atm = p_o betrachten.It is now apparent that the electronic pressure control system under consideration can be programmed to perform the calculations based on the previous definition of the average linear velocity of fluid flow in the separation column. As can be seen below, the preferred embodiment performs the calculations related to two different interpretations of the average linear velocity defined above. First, there is a desired average linear velocity of the fluid that is being controlled. Second, there is an actual average linear velocity of the fluid being controlled. Furthermore, while the system operator is expected to enter the desired manometer pressure p _gd as a desired operating state parameter, p _gd + p _atm = p _i and in nominal operation p _atm = p _o .

Demgemäß kann die gewünschte Durchschnittslineargeschwindig keit folgendermaßen definiert werden.Accordingly, the desired average linearity can be rapid be defined as follows.

wobei p_id = der Einlaßdruck, der als ein gewünschter Be triebszustandsparameter vorgesehen ist, und p_o1atm gleich eine Atmosphäre ist. Die tatsächliche Durchschnittslinearge schwindigkeit kann folgendermaßen definiert werden:
where p _id = the inlet pressure, which is provided as a desired operating state parameter, and p _{o1atm is} equal to one atmosphere. The actual average linear velocity can be defined as follows:

wobei p_i = p_g + p_or und p_or = der erfaßte barometrische Druck (der der Schwankung unterworfen ist) gilt. Das Ziel der Fluidflußsteuerung ist es, eine gewünschte Beziehung zwischen µ_ref und µ_tatsächlich zu erreichen, die folgender maßen definiert ist:
where p _i = p _g + p _or and p _or = the detected barometric pressure (which is subject to the fluctuation). The goal of fluid flow control is to _actually achieve a desired relationship between µ _ref and µ, which is defined as follows:

µ_ref ∼ µ_tatsächlich (8)
µ _ref ∼ µ _actual (8)

Durch Kombinieren und Vereinfachen der Gleichungen (6) bis (8) erhält man die gewünschte Beziehung:
Combining and simplifying equations (6) to (8) gives the desired relationship:

wobei gilt: p_i = p_g + p_or where: p _i = p _g + p _or

Durch Auflösen der Gleichung (9) nach p_g erhält man einen korrigierten Wert des Einlaßdrucks, der die tatsächliche Durchschnittslineargeschwindigkeit auf einem konstanten Wert hält.Solving equation (9) according to p _g gives a corrected value of the inlet pressure which keeps the actual average linear velocity at a constant value.

Beim Betrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels, während sich p_or mit der Zeit ändert, ändert die elektronische Drucksteuerung entsprechend p_g, so daß µ_gewünscht = µ_tatsächlich, wobei µ_gewünscht der Wert ist, der aus zu mindest einem gewünschten Betriebsparameter (z. B. einem Wert, der als eine Eingabe durch den Bediener vorgesehen ist) berechnet ist. Solche Bestimmungen durch den Prozessor können gemäß einem eingebetteten Programm bewirkt werden, das die obigen Gleichungen gemäß bekannter Berechnungstech niken benutzt (z. B. kann die notwendige Bestimmung durch Wiedergewinnung vorbestimmter Werte aus einer Zugriffsta belle erhalten werden). Korrekturfaktoren können derart vorbestimmt sein, daß der Wert von p_g für ein gegebenes p_o im Speicher (41) zur Umwandlung und Verwendung durch den Mikroprozessor als ein Korrekturfaktor gespeichert sein kann. Durch derartiges Handeln wird die tatsächliche Durch schnittslineargeschwindigkeit konstant gemacht, mit einer begleitenden Verbesserung der Retentionszeitstabilität des chromatographischen Systems.In operation of the preferred embodiment, while p _or with time changes, changes the electronic pressure control according to p _g, so that μ _desired = μ _actually, wherein μ the value _desired is comprised of at least a desired operating parameters (eg. B. a value intended as an input by the operator). Such determinations by the processor can be made according to an embedded program that uses the above equations according to known calculation techniques (e.g., the necessary determination can be obtained by retrieving predetermined values from an access table). Correction factors can be predetermined such that the value of p _g for a given p _o can be stored in memory ( 41 ) for conversion and use by the microprocessor as a correction factor. By doing this, the actual average linear velocity is made constant, with an accompanying improvement in the retention time stability of the chromatographic system.

In dem betrachteten analytischen System wird die Durch schnittslineargeschwindigkeit des Fluidflusses in einer Trennsäule einer Analyse unterworfen, wie oben gezeigt ist, um eine Korrektur des Trennsäulen-Einlaßdruckes zu errei chen, um eine verbesserte Retentionszeitstabilität zu er halten. Das Verhalten einer experimentellen Fassung des bevorzugten Ausführungsbeispiels wurde demgemäß in einem modifizierten Gerät des Modells Hewlett-Packard HP 5890A modelliert, um die Wirkung von barometrischen Druckände rungen auf die Retentionszeit zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt.In the analytical system under consideration, the average linear velocity of fluid flow in a column is subjected to analysis, as shown above, to correct the column inlet pressure to obtain improved retention time stability. The behavior of an experimental version of the preferred embodiment was accordingly modeled in a modified device of the model Hewlett-Packard HP 5890A in order to determine the effect of barometric pressure changes on the retention time. The results are shown in Figs. 5 and 6.

Fig. 5 zeigt die Wirkung des barometrischen Drucks auf die tatsächliche Durchschnittsgeschwindigkeit einer typischen zu prüfenden Kapillarsäule. Fig. 6 veranschaulicht berechnete, experimentelle Korrekturfaktoren für die Änderung eines ge gebenen Einlaßdrucks in einer typischen zu prüfenden Kapil larsäule. Die dargestellten Faktoren wurden berechnet, um eine konstante Durchschnittssäulengeschwindigkeit, relativ zu einem Auslaßdruck von 1 bar, für verschiedene Einlaß drücke zu berechnen. Fig. 6 zeigt die Korrekturfaktoren als Säulendruck in mpsi (1 psi = 0,69 N/cm²) für einen Bereich von 0.138 N/cm² (0.2 psi) der barometrischen Druckschwan kung. Z. B. würde eine barometrische Änderung von 10% (eine Reduzierung von 1.0 bar auf 0.9 bar) bei einem Einlaßdruck von 3.5 bar eine Korrektur des Einlaßdrucks von -0.276 N/cm² (-0.460 psi) erfordern. Es ist zu bemerken, daß der gezeigte Korrekturfaktor für höhere Einlaßdrücke im Vergleich zum Korrekturfaktor für geringere Einlaßdrücke größer ist. Die Fig. 5 und 6 zeigen folglich, daß die Wirkung einer barome trischen Druckschwankung auf das Verhalten des analytischen Systems bei höheren Einlaßdrücken größer wird. Dies ist ein wichtiger Faktor, wenn der zulässige Einlaßdruck erhöht wird, wie dies in Gaschromatographie-Analysesystemen der Fall ist, die von stark erhöhten Einlaßdrücken abhängen, um die als "Hochgeschwindigkeits"-Chromatographie bekannte Chromatographie zu erhalten. Figure 5 shows the effect of barometric pressure on the actual average speed of a typical capillary column to be tested. Fig. 6 illustrates calculated experimental correction factors for changing a given inlet pressure in a typical capillary column under test. The factors presented were calculated to calculate a constant average column speed, relative to an outlet pressure of 1 bar, for various inlet pressures. Fig. 6 shows the correction factors as column pressure in mpsi (1 psi = 0.69 N / cm ² ) for a range of 0.138 N / cm ² (0.2 psi) of the barometric pressure fluctuation. For example, a 10% barometric change (a reduction from 1.0 bar to 0.9 bar) at an inlet pressure of 3.5 bar would require a correction of the inlet pressure of -0.276 N / cm ² (-0.460 psi). It should be noted that the correction factor shown is higher for higher inlet pressures compared to the correction factor for lower inlet pressures. FIGS. 5 and 6 thus show that the effect of a barome trical pressure fluctuation on the performance of the analytical system is greater at higher inlet pressures. This is an important factor when increasing the allowable inlet pressure, as is the case in gas chromatography analysis systems that depend on greatly increased inlet pressures to obtain the chromatography known as "high speed" chromatography.

Claims

1. A method for chromatographic analysis, in which a fluid is passed through a separation column ( 18 ), the outlet of which is exposed to fluctuating ambient barometric pressure (p _atm ), which comprises the following steps:
Providing data representing a desired operating state parameter of the separation column ( 18 );
Determining a desired average linear flow rate of the fluid flow in accordance with the desired operating condition parameter;
Generating a flow of fluid in the separation column ( 18 );
Detecting a plurality of actual operating condition parameters to which the fluid flow is subjected, the plurality of actual operating condition parameters including the barometric ambient pressure (p _atm );
Determining the actual average linear flow rate of the fluid flow in accordance with the detected plurality of actual operating condition parameters; and
Controlling fluid flow as a function of a predetermined relationship of the desired average linear velocity to the actual average linear velocity to cause the actual average linear velocity to be substantially equal to the desired average linear velocity.

2. The method of claim 1, wherein the data representing a desired operating condition parameter represents a desired inlet pressure (p _i ).

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the data, which represent a desired operating state parameter len, represent a fluid flow rate.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the data representing a desired operating condition parameter represent a desired average linear velocity (µ _o ) of the fluid at the column outlet.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluid flow control is provided by a signal controlled inlet pressure valve ( 14 ; 34 ) and the step of controlling the fluid flow further includes calculating a set inlet pressure which is the actual average linear velocity sets the desired average linear velocity, and further includes the step of supplying a control signal representative of the set inlet pressure to the inlet pressure valve ( 14 ; 34 ).

6. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluid flow control is provided by a signal-controlled volumetric flow controller ( 14 ; 34 ) and the step of controlling the fluid flow further includes calculating a set volumetric flow rate that the sets the actual average linear speed to the desired average linear speed, and further the step of leading a control signal representing the set volumetric flow rate to the flow controller ( 14 ; 34 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the step of determining the actual average linear velocity is carried out according to an actual operating condition parameter selected from the following group:
Tc = column temperature (absolute temperature),
Ts = standard ambient temperature (absolute temperature),
Ps = standard ambient pressure (based on 1 atm = 760 torr),
d = column diameter,
L = column length,
p _i = inlet pressure,
p _o = outlet pressure,
µ _o = linear velocity of the fluid at the column outlet,
µ = average linear velocity of the fluid,
F _co = volumetric column flow
n = fluid viscosity.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the relationship is provided according to the following equation:
µ _ref ∼ µ _actual (8)
where µ _{ref is} the desired average linear velocity and µ is _actually the actual average linear velocity of the fluid flow.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the Fluid is a carrier gas.

10. The method of claim 9, wherein the step of detecting a plurality of operating condition parameters includes receiving a first detection signal representing the column inlet pressure p _i and a second detection signal representing the column outlet pressure p _o .

11. The method according to claim 10, wherein the step of Detecting a plurality of operating state parameters referring the first detection signal to the second Includes detection signal.

12. The method according to any one of claims 9 to 11, wherein the relationship is provided according to the following equation:

13. The method according to any one of claims 9 to 12, further comprising the following steps:
Delivering fluid flow from the column outlet to a detector ( 30 ); and
Combining an auxiliary gas with the fluid flow to the detector ( 30 ), the step of detecting a plurality of operating condition parameters including receiving a third detection signal representing an auxiliary gas pressure detector.

14. The method according to any one of claims 9 to 13, in which a sample ( 11 ) is injected through an injection opening ( 12 ) into the fluid and in which the flow of the carrier gas is controlled in terms of flow in front of the injection opening ( 12 ).

15. The method according to any one of claims 9 to 13, wherein the sample ( 11 ) is injected into the fluid through an injection opening ( 12 ) and in which the flow of the fluid is controlled in terms of flow after the injection opening ( 12 ).

16. A device ( 10 A; 10 B) for chromatographic analysis, in which a fluid is passed through a separation column ( 18 ), the outlet of which is exposed to a fluctuating barometric ambient pressure (p _atm ), which has the following features:
means for providing data representative of a desired operating condition parameter of the separation column ( 18 );
a fluid flow controller ( 14 ; 34 ) for generating a selectable fluid flow in the separation column ( 18 );
a plurality of transducers ( 16 , 29 ; 32 ) for sensing a corresponding plurality of actual operating condition parameters to which the fluid flow is subjected, the plurality of transducers including a transducer ( 29 ) to adjust the ambient barometric pressure (p _atm ) to capture;
a processor ( 40 ) for:

a) determining a desired average linear velocity of the fluid flow in accordance with the desired operating state parameter,
b) determining the actual average linear velocity of the fluid flow according to the detected plurality of actual operating condition parameters; and
c) controlling fluid flow as a function of a predetermined relationship of the desired average linear velocity to the actual average linear velocity to cause the actual average linear velocity to be substantially equal to the desired average linear velocity; and

an interface ( 42 ) arranged between the processor ( 40 ) and the fluid flow control ( 14 ; 34 ).

17. The apparatus ( 10 A; 10 B) according to claim 16, wherein the means for providing data further comprises a data input device ( 38 A).

18. The device ( 10 A; 10 B) according to claim 16 or 17, which further includes a data output device ( 38 B).

19. The apparatus ( 10 A; 10 B) according to any one of claims 16 to 18, further including a memory device ( 41 ) for providing a program representing the predetermined relationship of the desired average linear speed to the actual average linear speed.

20. The device ( 10 A; 10 B) according to one of claims 16 to 19, in which the fluid flow control further comprises an inlet pressure valve ( 14 ; 34 ) and the specific fluid flow quantity also has a set inlet pressure.

21. The device ( 10 A; 10 B) according to one of claims 16 to 19, in which the fluid flow control further comprises a volumetric flow control and the determined fluid flow quantity furthermore has a set volumetric flow rate.

22. The device ( 10 A; 10 B) according to one of claims 16 to 21, in which the fluid is a carrier gas.

23. The apparatus ( 10 A; 10 B) of claim 22, wherein the plurality of transducers ( 16 , 29 ; 32 ) includes a pressure sensor ( 16 ; 32 ) for providing a first detection signal representative of the column inlet pressure p _i .

24. The apparatus ( 10 A; 10 B) of claim 22, wherein the plurality of transducers ( 16 , 29 ; 32 ) includes a pressure sensor for providing a second detection signal representing the column outlet pressure p _o .

25. The device ( 10 A; 10 B) according to one of claims 22 to 24, in which the predetermined relationship is provided according to the following equation:
µ _ref = µ _actual (8)
where µ _{ref is} the desired average linear velocity and µ is _actually the actual average linear velocity of the fluid flow.

26. The device ( 10 A; 10 B) according to one of claims 22 to 25, wherein the predetermined relationship is further provided according to the following equation:
where: p _i = p _g + p _or

27. The device ( 10 A) according to any one of claims 22 to 26, further comprising an injection opening ( 12 ) in which a sample ( 11 ) can be injected into the fluid and in which the fluid flow control ( 14 ) is arranged around the To control fluid flow in front of the injection opening.

28. The device (10 B) one of claims 22 to 26, further including an injection port (12), according to be injected into a sample (11) in the fluid, and wherein the Fluidflußsteuerung (34) is arranged to to control the fluid flow according to the injection opening.

29. The device according to one of claims 22 to 28, further comprising the following features:
a detector ( 30 ) for receiving fluid flow from the column outlet;
means for combining an auxiliary gas with the fluid flow to the detector ( 30 ); and
a pressure sensor ( 38 ) for providing a third detection signal representative of an actual operating parameter in the form of the detector auxiliary gas flow.